Центральные механизмы контроля энергетического баланса

Чувство удовольствия от приема пищи является мощным орексигенным стимулом, который обеспечивается опиоидной, дофаминергической и серотонинергической системами. Во время приема вкусной пищи уровень дофамина мезолимбической системы повышается. Антагонисты дофамина снижают аппетит.

В регуляции энергетического баланса в организме координирующее место принадлежит гипоталамусу. В нем содержатся пептидные системы, регулирующие постоянство массы организма. Один пул нейронов, стимулирующий аппетит, продуцирует нейропептид У (НПУ) и агути-подобный белок (АПБ).

Другой, подавляющий пищевой стимул, секретирует проопиомеланокортин (ПОМК). Из последнего образуются альфа-меланоцитстимулирующий гормон (α-МСГ), АКТГ. α-МСГ участвует в пигментации кожи, а через рецепторы меланокортинов (MC3R и MC4R) вызывает снижение чувства голода, активирует использование жиров в энергетическом обмене и тормозит избыточное накопление жировых запасов .

Эти группы нейронов получают информацию о состоянии энергетического баланса через орексины.

Одним из первых открытых орексинов, который регулирует массу тела, является лептин. Он относится к группе гормонов подкожной жировой клетчатки и действует на центры насыщения и голода в гипоталамусе, контролируя массу тела путем снижения синтеза и высвобождения НПУ, вызывающего чувство голода. Лептин связывается в нейронах гипоталамуса с рецептором лептина (LEPR) и активирует экспрессию различных генов, в том числе гена ПOMК.

Пик секреции лептина приходится на полдень, минимальный на ночное время. Лептин важен как сигнальный фактор репродуктивной системы.

У детей в препубертатный период уровень лептина повышается параллельно увеличению массы тела, достигая максимума в период полового развития. Лептин можно рассматривать как один из пусковых факторов, инициирующих половое созревание.

Адипонектин повышает чувствительность тканей к инсулину, снижает поступление свободных жирных кислот в печень и стимулирует их окисление, способствуя сокращению продукции глюкозы печенью, а также синтеза триглицеридов липопротеидов очень низкой плотности.

Секреция адипонектина при ожирении существенно снижена, но может развиваться адипонектин резистентность.

Резистин — гормон инсулинорезистентности. Он угнетает инсулин, т. е. является антагонистом инсулина. Однако у людей зависимость уровня резистина и инсулинорезистентность не выявила однозначной зависимости.

Грелин — орексигенный гормон, который вырабатывается в желудке, играет важную роль в регуляции голода, стимулируя прием пищи. Свое действие он оказывает через гипоталамус, влияя положительно на энергетический обмен.

Схема метаболизма липидов. (WilliamM. Kettyle, RolandA.Arky, 2001).

Таблица № 7.1. Дифференциальная диагностика ожирении

Название синдрома	Характер ожирения	Клинические особенности	Генетический дефект
Остеодистрофия Олбрайта (псевдогипопаратиреоз 1А)	Умеренное	Низкий рост, сниженный интеллект, укорочение 4 и 5 карпальных и метакарпальных костей, гипокальциемия, гипофосфатемия	GNAS1
Лоуренса-Муна-Барде-Бидля	«с первых шагов»	Сниженный интеллект, дистрофия сетчатки, полидактилия, поликистоз почек, гипогонадизм, низкий рост	BBS1, BBS2, BBS4, BBS6
Синдром ломкой Х-хромосомы	Раннее начало	Сниженный интеллект, макроорхидизм, выступающая нижняя челюсть, высокий голос	FMR1
Альстрема	С детства	Тугоухость, дегенерация сетчатки, сахарный диабет	ALMS1
Боресона-Форсмана-Лемана	С6-7 лет, умеренное	Артериальная гипотония, задержка развития, сниженный интеллект, гипогонадизм, гинекомастия	PHF6
Киллиана (Течлера-Николя)	С первых лет	Задержка развития, гипотония, судороги	12pXXXX (мозаицизмp12)
Кохена	С 8-10 лет, умеренное	Микроцефалия, артериальная гипотония, дистрофия сетчатки, выступающие передние зубы	COH1
Карпентера	После 12 лет	«Башенная» форма черепа, синдактилия, полидактилия, гипогонадизм, сниженный интеллект	Ген не известен
Прадера-Вилли	С первых лет, полифагия	Мышечная гипотония, задержка развития, сниженный интеллект, гипогонадизм	15 q11-q13
Дауна	С12-14 лет, равномерное	Сниженный интеллект, пороки развития сердца, артериальная гипотония	21ХХХ

2. По наличию осложнений и коморбидных состояний:

• нарушения углеводного обмена (нарушение толерантности к глюкозе, нарушение гликемии натощак, инсулинорезистентность),

• неалкогольная жировая болезнь печени (жировой гепатоз и стеатогепатит как наиболее часто встречающиеся у детей состояния),

• дислипидемия,

• артериальная гипертензия,

• сахарный диабет 2 типа

• задержка полового развития (и относительный андрогеновый дефицит),

• ускоренное половое развитие,

• гинекомастия,

• синдром гиперандрогении,

• синдром апноэ,

• нарушения опорно-двигательной системы (болезнь Блаунта, остеоартрит, спондилолистез и др),

• желчно-каменная болезнь

Определение индекса массы тела - более простой способ оценки соответствия массо-ростовых показателей. ИМТ рассчитывают по формуле:

вес (кг)

ИМТ=

рост (метры) ²

Рекомендованные нормы ИМТ - от 18,5 до 24,9 кг/м², согласно рекомендациям ВОЗ, соответствуют тем значениям, при которых наблюдается наименьшая смертность и заболеваемость. Для упрощения расчетов имеются таблицы-номограммы. Так в таблице 11.1. приведены значения ИМТ в соответствии с ростом и массой тела, которые можно использовать для диагностики ожирения у взрослых и детей с длиной тела более 145 см.

Индекс массы тела в зависимости от массы и длины тела.

В первом вертикальном столбце приводится длина тела, в верхней горизонтальной строке - ИМТ. Найдите соответствующий рост. Далее двигаясь по ряду вправо, найдите показатель массы тела. Число вверху колонки и есть ИМТ.

Таблица № 7.2. ИМТ

Рост (см)	Индекс массы тела (кг/м2)
	19	20	21	22	23	24	25	26	26		28	29	30	35	40
	Масса тела (									кг)
145	41	43	45	47	50	52	54	56	58		60	62	64	75	86
147	42	45	47	49	51	54	56	58	60		62	64	67	78	89
150	44	46	48	50	53	55	58	60	62		64	67	69	80	92
152	45	48	50	52	55	57	59	62	64		67	69	71	83	95
155	47	49	52	54	57	59	61	64	66		69	71	74	86	98
157	48	51	53	56	59	61	63	66	68		71	73	76	89	101
160	49	52	55	58	60	63	65	68	71		73	76	78	92	104
162	51	54	57	59	62	65	67	70	73		76	78	81	94	108
165	53	56	59	61	64	67	70	72	75		78	81	84	97	111
167	54	57	60	63	66	69	72	75	77		80	83	86	100	115
170	56	59	62	65	68	71	74	77	80		83	86	89	103	118
172	58	61	64	67	70	73	76	79	82		85	88	91	106	121
175	59	63	66	69	72	75	78	81	85		88	91	93	109	125
177	61	64	67	71	74	77	81	84	87		89	90	94	97	129
180	63	66	69	73	76	80	83	86	90		93	96	99	106	132
182	65	68	72	75	78	82	85	89	92		95	99	102	119	136
185	67	70	73	77	81	84	87	91	94		98	101	105	122	140
187	68	72	76	79	73	86	90	94	97		101	104	108	126	144
190	70	74	77	81	85	89	92	96	99		104	107	111	129	148

Согласно одобренной ВОЗ классификации, ИМТ <18,5 соответствует недостаточной массе тела, 18,5 - 24,9 - нормальной, 25-29,9 - избыточной, 30 и выше - ожирению.

Ожирение – это гетерогенная группа наследственных и приобретенных заболеваний, связанных с избыточным накоплением жировой ткани в организме (В.А. Петеркова, О.В. Васюкова, 2013).

Эпидемиология

В последние десятилетия избыточная масса тела и ожирение стали одной из важнейших проблем для жителей большинства стран мира. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более миллиарда человек на планете имеют лишний вес, зарегистрировано более 300 млн. больных ожирением. При этом 30 млн. детей и подростков характеризуются наличием избыточной массы тела и 15 млн. имеют ожирение

Нарастание числа детей с ожирением и избыточной массой тела происходит также и в России. По данным эпидемиологических исследований, в Российской Федерации распространенность избыточной массы тела у детей в разных регионах России колеблется от 5,5 до 11,8%, а ожирением страдают около 5,5% детей, проживающих в сельской местности, и 8,5% детей — в городской (Петеркова В.А. и соавт., 2004). Детское ожирение влечет за собой как краткосрочные, так и долгосрочные неблагоприятные последствия для физического и психосоциального здоровья, и во многом является фактором риска для развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, ортопедических проблем и психических расстройств.

1. Алиментарно-конституциональное (экзогенно-конституциональное)

1. Гиноидное (нижний тип, ягодично-бедренное)

2. Андроидное (верхний тип. абдоминальное, висцеральное)

1. С отдельными компонентами метаболического синдрома

2. С развернутой симптоматикой метаболического синдрома

3. Ссиндромом Пиквика (сонныхапноэ)

3. С выраженными нарушениями нишевого поведения

1. Синдром ночной еды

2. Сезонные аффективные колебания с гиперфа: ической реак­цией на стресс

1.4 Пубертатно-юношеское ожирение

2. Симптоматическое ожирение

   1. С установленным генетическим дефектом

      1. В составе известных генетических синдромов

      2. Генетические дефекты структур регуляции жирового обмена

   2. Церебральное (адипозопенитальная дистрофия, синдром Вабинского-Пехкранца-Фрслиха)

      1. Опухоли головного мозга, других церебральных структур

      2. Диссеминация системных поражений, инфекционные заболевания

      3. Гормонально-неактивные опухоли гипофиза, синдром «пустого» турецкого седла, синдром «псевдоопухоли*

   3. На фоне психических заболеваний

   4. Эндокринные заболевании (гипотиреоз, гииогоиализм,синдром Кушинга и др.)

Чаще всего избыточный вес у детей является результатом неправильного питания и малоподвижного образа жизни, но он может быть вызван также заболеваниями эндокринной системы или другими серьезными проблемами со здоровьем. Основными факторами риска возникновения ожирения являются следующие.

• Гипоталамическое ожирение

Ожирение, связанное с наличием и лечением опухолей гипоталамуса и ствола мозга, лучевой терапией опухолей головного мозга и гемобластозов, травмой черепа или инсультом.

• Нерациональное питание

Если ребенок регулярно употребляет высококалорийные, жирные и сладкие продукты питания (фастфуд, снэки, чипсы, кондитерские изделия, сдобную выпечку и т.п.), это может привести к избыточному весу. А если к этому добавляются сладкие газированные напитки, мороженое, десерты с кремом и другие сладости, риск ожирения возрастает еще больше.

• Малоподвижный образ жизни

Недостаток физических нагрузок способствует накоплению избыточного веса, т.к. в этом случае ребенок сжигает калорий намного меньше, чем получает с пищей. Если ребенок проводит много времени у телевизора, за компьютером или подолгу играет в видеоигры, подобный образ жизни также способствует развитию ожирения.

• Наследственный фактор

Если члены семьи страдают избыточным весом, это является дополнительным фактором риска развития ожирения у детей, особенно если в доме всегда есть высококалорийная пища, которая доступна в любое время, а ребенок ведет малоподвижный образ жизни.

Наиболее масштабное на сегодняшний день исследование по изучению генетического влияния на величину ИМТ (Genetic Investigation of Anthropometric Traits-GIANT), основанное на геномном анализе ассоциаций, выявило 97 хромосомных участков, связанных с развитием ожирения. Суммарно аллели данных сегментов хромосом объясняют от 2,5 до 20% общей вариабельности ИМТ

• Ятрогенный фактор

Достаточно редко ожирение в детском и подростковом возрасте связано с применением лекарственных препаратов (например, кортикостероидов, некоторых антидепрессантов, антипсихотических, противоэпилептических средств)

• Психологический фактор

Дети и подростки, так же как и взрослые, склонны "заедать" такие психологические проблемы, как стресс, неприятности или сильные эмоции, а порой едят просто так, от скуки. Иногда причиной переедания оказывается недостаток или отсутствие родительского внимания, и лишние калории, полученные с пищей, приводят к избыточному весу.

Патогенез

Патофизиологические механизмы развития ожирения не до конца выяснены. В общем смысле ожирение представляет собой нарушение энергетического баланса, при котором поступление в организм калорий пищи превышает энергетические расходы организма и избыток этих калорий в виде триглицеридов откладывается в жировых клетках, обусловливая на­растание массы тела. Возможными детерминантами ожирения могут быть генетические, демографические, социально-экономические, психологичес­кие, поведенческие, метаболические и гормональные факторы, действую­щие, как правило, в сочетании друг с другом.

Эпидемиологические данные отчетливо свидетельствуют о важной роли генетической предрасположенности в возникновении ожирения. В последниегоды выделен ряд генов, большей частью в жировой ткани, которые могут быть ответственными за развитие ожирения и некоторых его осложнений (гены фактора некроза опухолей, β-адренорецепторов, глюкортикоидных рецепторов и др.). Дефекты этих генов могут влиять на скорость метаболи­ческих процессов, характер распределения жировой ткани и т.д. Важным шагом в понимании роли генетических факторов в этиологии ожирения и регуляции массы тела явилось открытие гена ожирения и его продукта -лептина. Полипептид лептин секретируется адипоцитами. Попадая в кровь, он проходит через гематоэнцефалический барьер и, взаимодействуя со спе­цифическими рецепторами в гипоталамусе, действует как фактор насыще­ния; стимулируя симпатическую нервную систему, он способствует уве­личению термогенеза. У мышей тучной линии обнаружены мутации со­ответствующего гена. Введение таким животным лептина сопровождается снижением аппетита, усилением термогенеза и нормализацией массы тела.

У больных ожирением в большинстве случаев содержание лептина в плазме выше, чем у лиц с нормальной массой тела. Предполагается, что это связано с нарушением чувствительности ЦНС к лептину (возможно, на уровне специфических рецепторов гипоталамуса) или с секрецией биологи­чески "неактивной" формы лептина. Не исключено также, что в таких случаях лептин не проходит через гематоэнцефалический барьер.

Эпидемиологические данные свидетельствуют о существенной роли демографических факторов, таких, как пол, возраст и этническая принад­лежность, в генезе ожирения. Так, распространенность ожирения среди женщин выше, чем среди мужчин. Частота ожирения у лиц обоего пола увеличивается с возрастом. Обнаружены также этнические различия в час­тоте ожирения. Его распространенность у женщин негроидной расы выше, чем у женщин европеоидной расы. Ожирение также весьма распространено среди жительниц США мексиканского происхождения.

Несомненное значение имеют социально-экономические факторы (обра­зование, профессия, семейное положение). Ожирение более распростра­нено среди лиц с низким социально-экономическим и образовательным уровнем, поскольку именно эти факторы во многом отражают отношение людей к еде, физической активности и их представления об идеальной массе тела.

Психологическим и поведенческим факторам, таким, как пищевые при­вычки, потребление алкоголя, курение, физическая активность, также при­надлежит важная роль. Нередко причинами ожирения являются переедание, чрезмерное потребление высококалорийных продуктов с высоким содержа­нием жиров и углеводов. Такой стиль и структура питания, характерные для многих развитых стран, в значительной степени определяют распространен­ность ожирения. На долю жиров в рационе современного человека прихо­дится 35—40 % суточной энергетической ценности пищи. Жир является высококалорийным компонентом пищи (1 г жира соответствует 9 ккал) и, обладая низкой насыщающей способностью, обусловливает переедание. Кроме того, жиры медленно обмениваются в организме и легко откладыва­ются в жировых депо. Неблагоприятное влияние оказывает несбалансиро­ванное питание в раннем возрасте. При искусственном вскармливании дети обычно получают избыток белков, что способствует продукции инсулино-подобного фактора роста (ИФР-I), который стимулирует пролиферацию и заполнение преадипоцитов триглицеридами, создавая тем самым условия для увеличения массы тела.

Выбор и потребление пищи — сложный процесс, определяемый не только энергетическими потребностями (голод), но и гедонистическими (визуальная, обонятельная, вкусовая стимуляция), символическими (поощ­рение, обилие и доступность продуктов питания) и социальными (влияние семьи, общества) факторами. Большинство больных ожирением склонны к избыточному потреблению пищи, "перекусыванию" между основными при­емами пищи. В некоторых случаях прием пищи помогает снять депрессию, справиться со стрессом, достичь состояния психического комфорта. Тучные люди могут также сильнее воспринимать связанные с пищей внешние сиг­налы (вид, запах и т.д.) и слабее реагировать на внутренние физиологические сигналы, регулирующие потребление пищи. Известно, что ежедневное уве­личение энергетической ценности рациона даже на 50—200 ккал приводит к медленному, но прогрессивному увеличению массы тела.

Малоподвижный образ жизни и низкая физическая активность, осо­бенно в сочетании с перееданием, поддерживают состояние положительного энергетического баланса и способствуют увеличению массы тела. Большин­ство потребляемых калорий (60—70 %) расходуется на поддержание жизнен­но важных физиологических функций в состоянии покоя (основной обмен), термогенез (15 %) и физическую активность. Последняя является наиболее изменчивой составляющей суточной траты энергии. У лиц, предрасполо­женных к развитию ожирения, уровень основного обмена снижен. Сни­жение этого показателя, происходящее обычно у больных ожирением на фоне субкалорийной диеты, уменьшает эффективность терапевтических мероприятий. Поэтому в таких случаях необходимо снизить энергетичес­кую ценность рациона на 20—24 ккал на каждый килограмм потерянной массы тела. У некоторых больных ожирением отмечается снижение спе­цифического динамического действия пищи, что также способствует на­растанию массы тела. Снижением термогенеза можно объяснить увели­чение массы тела после прекращения курения, хотя в этих случаях опреде­ленное значение имеет повышение аппетита вследствие снятия стимулирую­щего действия никотина на серотониновые рецепторы ЦНС. Больные ожи­рением, как правило, ведут малоподвижный образ жизни. Снижением физической активности можно частично объяснить увеличение массы тела с возрастом, а также у спортсменов — после прекращения занятий спортом и т.д.

Ключевые центры, регулирующие потребление пищи и энергетический баланс, расположены в гипоталамусе. Область латерального гипоталамуса регулирует чувство голода, и повреждение этой области у лабораторных животных сопровождается прекращением потребления пищи. Область вентромедиального гипоталамуса регулирует чувство насыщения, и ее повреж­дение сопровождается повышением потребления пищи. В гипоталамус по­ступает информация из различных отделов мозга и других частей организма. Одни нейромедиаторы (нейропептид у, галанин, опиоиды, соматолиберин) увеличивают, а другие (серотонин, ДА, норадреналин, кортиколиберин, холецистокинин) снижают потребление пищи. Нейромедиаторы влияют не только на чувство голода или насыщение, но и на пищевые пристрастия, частоту приемов пищи. При введении в ЦНС нейропептида эксперимен­тальные животные увеличивают потребление пищи, преимущественно бога­той углеводами; у них снижается термогенез, увеличиваются содержаниеинсулина в крови и масса тела. Галанин стимулирует потребление жирной пиши; норадреналин избирательно влияет на потребление пищи, богатой углеводами. Опиоидные пептиды усиливают в основном потребление белка и жира. Серотонин снижает потребление углеводов и ускоряет насыщение. Влияние нейромедиаторов на пищевое поведение определяется сложным взаимодействием этих соединений. Например, серотонин тормозит синтез и высвобождение нейропептида у. Глюкокортикоиды стимулируют, а инсу­лин и лептин ингибируют активность γ-ергических нейронов. У крыс с генетическим ожирением введение кортиколиберина нормализует содержа­ние нейропептида у в гипоталамусе и снижает массу тела.

Нарушение синтеза, метаболизма и секреции нейротрансмиттеров могут приводить к эндокринным сдвигам, которые в свою очередь имеют значение в механизмах развития ожирения и специфичности отложений жира. Так, у многих больных с ожирением, особенно по абдоминальному типу, увеличена скорость секреции кортизола, снижена секреция ГР, изме­нена секреция половых стероидов, повышена секреция инсулина. Это по­зволило предложить нейроэндокринную гипотезу развития абдоминального ожирения и его осложнений, которая в последние годы получает все боль­шее признание. Согласно этой гипотезе, ведущую роль в механизмах разви­тия абдоминального ожирения играет гиперстимуляция или гиперсенсиби­лизация гипоталамо-гипофизарной системы под воздействием факторов внешней среды (длительный стресс, злоупотребление алкоголем в сочетании с перееданием и низкой физической активностью) у лиц с наследственной предрасположенностью. В результате повышается секреция кортизола, сни­жается секреция СТГ; у мужчин снижается, а у женщин увеличивается секреция Т. Увеличение уровня кортизола и инсулина способствует накоп­лению липидов в адипоцитах, а низкие уровни СТГ и Т снижают эффек­тивность липолиза. Реализация этих эффектов происходит преимущественно в адипоцитах абдоминальной жировой ткани, которая наиболее чувствитель­на к гормональным воздействиям. Кортизол также способствует развитию инсулинорезистентности,. усиливает глюконеогенез в печени. Нарушение секреции андрогенов также влияет на развитие инсулинорезистентности в мышечной ткани. Гормональные изменения в сочетании с высоким уровнем свободных жирных кислот обусловливают прогрессирование инсулиноре­зистентности и гиперинсулинемии и развитие нарушений метаболизма глю­козы и липидов.

В последние годы получены данные о роли самих адипоцитов в меха­низмах развития ожирения. Например, высокая активность липопротеино-вой липазы в адипоцитах способствует депонированию жира. Особенности адренергической иннервации адипоцитов, в частности состояние α- и β-адренорецепторов, могут влиять на скорость липолиза и липогенеза и коли­чество депонированных триглицеридов в них. Возможно, лептин, продуци­руемый исключительно адипоцитами, является медиатором обратной связи в системе контроля энергетических запасов в организме.

Таким образом, поддержание постоянной массы тела — это результат сложного взаимодействия различных регулирующих систем, обеспечиваю­щих равновесие между поступлением и расходом энергии. Повреждение любого звена этих сложных систем может приводить к нарушению сопря­женности между потреблением и тратами энергии, т.е. к изменению массы тела.